城市污水二级出水有机物组成特征及其与重金属作用规律和机制

The separation methods and parameters of organic matters of urban sewage secondary effluent are optimized by resin separation, chemical reactions and using the advanced analysis instrument. And it can clarify composition characteristics of organic matters of urban sewage secondary effluent, and reveal their charged states and structure characteristics under the kinds of chemical conditions. It can prove up the action regularity and mechanism of organic matters of secondary effluent and heavy metals. The project results can provide theoretical support for wastewater regeneration recycle and the analysis and evaluation of the action of organic matters of secondary effluent and heavy metals in water environment. Five high level research papers wil be published, and two master degree candidate will be cultivated. A comprehensive report will be written.

通过树脂分离法、化学反应和运用先进的分析仪器，优化城市污水二级出水有机物的分离方法和参数，阐明城市污水二级出水有机物的组成特性，揭示各种化学条件下城市污水二级出水有机物的荷电状态和结构特征，探明城市污水二级出水有机物与重金属作用的规律和机制。项目成果为污水再生回用和城市污水二级出水有机物与水环境中重金属作用的分析与评价提供理论支撑。发表高水平研究论文5篇，协助培养硕士研究生2名，撰写综合研究报告1份。

利用树脂分离法、化学反应、三维荧光检测和紫外分光光度法等化学和仪器分析方法，研究了城市污水二级出水有机物组成特征及其与重金属作用规律和机制。通过研究得出以下结论：.城市污水二级出水中溶解性有机物（DOM）主要含有疏水碱性类蛋白质、过渡性类蛋白质、亲水性类腐殖质等。二级出水DOM各组分有机物是以自生源为主，腐殖性弱，主要成分为亲水性有机物。疏水酸性有机物所含苯环的取代程度比疏水碱性有机物大。 XAD-8树脂和XAD-4树脂较佳投加量分别是16.7 - 20 g/L和15 -20 g/L。动态实验过柱流速为15 BV/h时，分离效果较好。原污水主要来源是生活污水的二级出水各荧光峰荧光强度之和、单个荧光峰强度与总蛋白质含量相关性相对较强。.二级出水DOM在pH值小于4或大于10时具有自我凝聚的特性。pH小于9时，随pH增大，DOM粒子聚合度降低，荧光强度增强；pH大于10时，DOM聚合度增大，荧光强度减弱。pH值不会明显地改变DOM苯环的取代程度。投加SO42-和Cl-对二级出水DOM的荧光特性（除荧光强度外）和紫外特性影响较小。投加NO3-会使二级出水DOM及其与Cu2+作用后的荧光强度降低，使部分荧光峰的激发或发射波长与紫外吸收峰右侧红移，一些代表类蛋白质物质的荧光峰甚至消失。NO3-投加浓度与HIX、UV254、UV253/UV203、α300和α250/α365呈正相关，与BIX呈负相关，对α350和α355影响不大。水样NO3-浓度不同时，用荧光参数和紫外参数衡量不同DOM来源和性质时将产生一定影响。.随投加Cu2+、Cd2+或Pb2+浓度增加，Zeta电位绝对值和DOM粒径基本增加。投加Cd2+后荧光强度没有明显变化。二级出水DOM与Cu2+作用的条件稳定常数（lgK）和配位荧光官能团比例分别为1.74 - 2.59和8.77% - 39.44%。pH值为7 - 9时，随pH增大，荧光强度基本增强；相同pH下，随投加Cu2+浓度增加，荧光强度降低。二级出水DOM络合Cu2+，改变了两者在水中的存在状态和迁移。pH 为7时，DOM与Cu2+有较高的络合稳定性和络合能力。.项目的研究成果可为污水再生回用和城市污水二级出水有机物与水环境中重金属作用的分析与评价提供数据支撑。